淺談熱電廠plc系統在抗干擾技術的應用

摘 要：Plc是一種專門應用在工業環境下的，電子系統運算操作系統設計。為了面對各類工業應用，plc漸兒形成了很多類型，plc系統也在各類工業應用中受到了各類的干擾，對于plc系統在抗干擾的運用，本文選擇對熱電廠方面的plc抗干擾技術進行談論，并總結出了一些解決干擾的小對策和小方法。

關鍵詞：plc系統，抗干擾技術；抗干擾類型；抗干擾應用

Plc開始于以用電機器相類似的電氣邏輯控制，在前期的時候其只能使用在邏輯和運算這方面。隨著現代科技越發強大，人們對于機械自動化的要求越來越高，plc也在一步一步的變質和改良順應，在熱電廠管制中利用各種類型的plc，其許多都是在強電電路和強電設施所造成的攪擾性十分強的電磁環境，盡管plc是專門為工業消費而設計的控制配備，關于頑劣的工業環境領有比較強的適應才干且運行的穩固和可靠性很高。不外由于其與I/O設施銜接，所以很容易使電源線和I/O傳導線被外來攪擾，而且造成管理程序發生不對的操作。這里我們把plc受到的干擾分為兩個方面。一方面分為來自外在的干涉：其是隨機的，且與程序的結構毫不相關，干擾源也是沒辦法清除的，只能因地制宜的限制。另一方面為內部干擾：而內部干擾恰恰相反，其與系統結構是相關的，它是通過系統的電路和輸入信號等等方面引起的，內部干擾相對的較好解決點，可以從源頭入手，正確的設計程序操作線路來減小內在的干擾和預防外部的干擾。

1 plc系統的基本組成結構

1.1中央控制處理單元（cpu）

其主要采用通用微處理器、單片機和雙極型位式微處理器三種類型。其中通用微處理器有8086、80386等類型；單片機有8096等等類型；位片式微處理器有am2093等類型。

1.2儲存器

其主要采用兩種儲存器，系統儲存器其存放系統管理程序，用戶儲存器其是存放用戶的操作編程控制的程序。

1.3輸入接口電路

其經過寫入單元可實現將有差別的電路的電平轉換，轉換成plc所需的標準電平供plc進行處理。連接到plc接入的接口的輸入器件是：各類的開關、按鍵、傳導器等。各類plc輸進去的電路走向大部分是一樣的，plc輸入電路中有光耦合器進行分隔，并且裝有RC濾波器，用來解決接入觸點的震動以及外界的噪音打擾。PLC接入電路一般情況分為三個類型：第一種直流輸入通常情況為DC24V或DC12V，其分別為源型輸入和漏型輸入，源型輸入就是輸入電壓為0V，COM端接24V，漏型輸就是輸入電壓為24V，COM端0V；第二種是交流輸入，輸入規格AC220V；第三種輸入為模擬量輸入，規格有0--5V電壓信號，0--10V電壓信號等。

1.4輸出接口電路

輸出的類型分為三類：（1）反應速度較慢，輸出電流較大的繼電器輸出，其一般可以達到2安，但是缺點特別明顯，其使用壽命短，輸出的頻率低；（2）反應速度快，輸出電流小的晶體管輸出其缺點不禁較少，而且優點多，比如使用壽命較長，輸出頻率非常高；（3）擁有多規格電流信號的模擬量輸出。

1.5電源

Plc的電源供電有兩種交流供電和直流供電。

2抗干擾的處理技術解析

對于干擾的預防，可以從兩個方面入手（硬件和軟件）在此之中，最為重要的抗干擾方式為硬件抗干擾，絕大部分都是用以抵抗以及預防的方法來達到控制并且消除干擾源的目的，對于系統的傳輸通道保護的方法為阻斷，軟件方面就是其策劃簡便、靈活且有益于修改、節約資源，在業內也是應用廣泛。

2.1硬件抗干擾對策

其中的關鍵就是對于電源程序的干擾怎樣去控制，plc的抗干擾性能的關鍵，怎樣提高就看這些：

（1）濾波：其最為主要的作用就是，對于程序的電磁兼容性的提升很有幫助且更偏向于對發出的電磁干擾的壓制作用。

（2）隔離：通過使用光電隔離的方法，把一系列的干擾排開，這樣來預防外界所產生的各類噪音（地鐵、建筑、汽車鳴笛等等）的進入使PLC受到干擾，從而影響正常工作。

（3）屏蔽：對于相關且特別重要的組成構件，我們可以物理屏蔽法，就是用導電導磁性好的材料進行屏蔽，來預防外界的干擾。

（4）電源的保護：在大多數的情況下，提倡加ucp電源來達到保護的目的。對于可靠性較高的的，可以把sts開關加在ups的輸出口，這樣可以達到雙重保護的目的，也到達了保護電源的目的。

（5）模塊式結構：對于大中型的plc，其在機器產生故障的時候可以在非常短的時間加以修復，其一般采用模塊式的結構。針對不同的情況，用戶可以有更多的模塊進行選擇，這樣來達到最快最好的效率。

2.2接地抗干擾對策

對于壓制噪聲以及預防和控制干擾的最為有效的手段就是接地，科學的接地方法在一定的水平上控制了內在噪音的整合，也可以預防外來干擾入侵，對于系統的抗干擾也有一定的提升。Plc接地極離plc越近越好也可以說是越短越好。Plc可以說是很多個部分組成，每個單元都是以同一個點接入的，為了確保各個點的接入點位相等，所以是越近越好。

2.3抑制輸入輸出電路引入的干擾對策

隨著科技的急速發展，對于plc的技術要求也是越來越高，對于電路的輸出以及輸入的隔離，在控制系統程序中應用光電耦合在這幾年也是非常熱門。光電耦合器具有以下特點： 其傳輸信號為光單向，且抗干擾能力較強，使用壽命也相對較長，傳輸效率高。其對于信號隔離、開關電路、遠距離信號傳輸、脈沖放大、儀器儀表等也是應用廣泛。它的密封性很好，基本不會被外界干擾；且因為是以光傳送訊號，所以電路間的聯通也是被隔絕了。還有就是二極管的電阻非常小，但干擾源的電阻確是相對極大，所以傳入以及傳出的干擾也是相對較少。所以說干擾電壓高不能說明太多的問題，在沒有足夠的能量的條件之下，都是可以控制的。

2.4外部配線的抗干擾設計

對于外部的配線之間有許多的且緊密的聯系，所以在傳遞信號的時候會受到一定得干擾。對于這一系列的外在因素的干擾的排除，所有的交流以及直流電的輸入和信號的輸出都不能都共用電纜，全部都得分開。而集成電路得輸入以及輸出的信號線路，要使用屏蔽電纜，且屏蔽電纜在使用的過程中還得注意相關的問題都得騰空，控制器側并且要接地。對于配線時，配線的距離也有相對的規范，短距離的三十米以下的盡量不要用一根電纜，而三十米到三百米內的電纜要分開而且對于電纜的信號線也得使用屏蔽線，三百米以上各類的線路都得分開。

2.5軟件抗干擾措施

在熱帶廠相關的工業現場，電磁的各類環境的情況很是復雜，在一般時候只進行硬件防干擾措施是遠遠不夠的，且不能從根本的解決干擾，在這個時候，就得軟硬結合，來從根本上解決干擾問題（1）延時確認，同樣的信號多次讀入以確保信號的準確性（2）干擾封鎖，對于某些的干擾可以預知的，便可以在事發仟前做好措施，在事發時我們可以先封鎖程序控制器在解決問題后再次恢復（3）自檢自診，對于程序，先完成自我診斷的功能，在編程控制器出現問題時自我診斷查出問題，做到及時解決，防患于未然（4）超時檢測，大部分的機械設備各自的運作流程是不變的，所以時間也是同步的，因此可以同步相應的流程工作時間然后設置警戒時鐘，如果流程循環掃描執行時間超過了規定的時間，那么就意味著系統或者設備出了問題，然后系統警報，開始檢測，發現問題，再解決問題，只要及時跟進，就可以安全解決，措施穩妥。

3總結

隨著機械智能化的逐漸發展，plc的應用也是在一步一步的擴展分支，在工業上也是用之甚多，所以其需要面臨問題也是隨之越來越多，其所要解決的問題就會越來越多，雖然plc性能高，實用型強。但對于程序系統設計以及安裝時，還是需要對多方面進行考慮，不管是環境還是內在的，都要確定好其屬于哪個方面，然后對癥下藥的使用相對于的抗干擾措施，來確保系統長期穩定。

參考文獻：

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[3]馮華錦， 潘笑， 李利民. 淺析電廠PLC應用中的抗干擾技術[J]. 熱力發電， 2006， 35（5）：50-52.

作者簡介：

韓峰（1990.4——）男，漢族，助理工程師，畢業于東北電力大學電氣工程及其自動化專業，現在黑河市熱電廠工作。